ENSEIGNEMENT THEMATIQUE Le nouveau programme prévoit un enseignement thématique en physique et en chimie ( pour chaque partie nous disposons de 3 TP et de 6H classe entière ). L’enseignement thématique peut accompagner les trois parties de l’enseignement fondamental. Il peut également constituer une partie séparée. Cet enseignement n’introduit aucune nouvelle compétence exigible mais fait l’objet d’une évaluation. Parmi les thèmes « Physique » on trouve les capteurs en opto électronique. Dans la partie Messages de la Lumière un prolongement est proposé en utilisant un Message transmis par rayonnement I.R. Le message sera fourni par une source de tension variable, il sera transmis par une diode infra-rouge, il sera détecté par un photo-transistor et restitué sous forme de tension par un conducteur ohmique. L’étude du thème ci-dessus permettra de remettre en mémoire et d’approfondir les connaissances et les savoir-faire rencontrés au collège dans la partie électricité en réutilisant les appareils de mesure et de visualisation . On pourra transposer l’étude proposée en remplaçant la diode I.R. par une D.E.L., transmettre le signal lumineux par une fibre optique, le mode de détection restant inchangé. _________________________________ MESSAGES DE LA LUMIERE Cas d’une information transmise par infra-rouge QUI CREE LE MESSAGE ? Une source de tension variable ( G.B.F. , un circuit intégré UM66 , une télécommande de téléviseur) QUI ENVOIE LE MESSAGE ? La diode infra- rouge (Transducteur intensité électriqueflux lumineux) QUI DETECTE LE MESSAGE ? Le phototransistor Transducteur( flux lumineuxintensité électrique) COMMENT EST RESTITUE LE MESSAGE ? Un convertisseur courant tension (utilisation d’un conducteur ohmique) LES SOURCES DE TENSION VARIABLE Le G.B.F. Etude des signaux de sortie pour consolider les connaissances acquises au Collège ( Utilisation de l’oscilloscope) Le circuit intégré U.M.66 Etude de l’alimentation du circuit intégré (Utilisation du diviseur de tension, du potentiomètre ou de la diode Zener ) Etude du signal de sortie (Utilisation de l’oscilloscope , de l’oscilloscope à mémoire ou de l’ordinateur) (Utilisation d’un buzzer piézo - électrique) Etude de la puissance reçue par le circuit intégré (Utilisation des appareils de mesure vus au Collège ) LA DIODE INFRA-ROUGE La diode infra- rouge ( transducteur courant électrique- flux lumineux) (=950 nm) Etude de la caractéristique tension-intensité du dipole (Utilisation d’un montage potentiomé-trique , avec ampèremètre et voltmètre). Exploitation de l’étude précédente pour comprendre le mode de fonctionnement de la diode I.R. (En liaison avec une documentation technique ) L’ensemble U.M. 66 et diode I.R. Pour aller plus loin Etude de la limite en fonctionnement d’un circuit intégré ( En utilisant un oscilloscope montrer la limite du circuit intégré à alimenter la diode I.R. : chute de tension à la sortie du C.I. ) Utilisation d’un composant intermédiaire capable de suivre l’information en tension et de la restituer en information en courant (Transistor en interrupteur commandé) (Vérification du fonctionnement de la diode I.R. en utilisant l’oscilloscope pour déterminer l’intensité qui la traverse) LE PHOTOTRANSISTOR Le phototransistor (Transducteur flux lumineux-intensité) (=930nm ) Etude du fonctionnement Le phototransistor associé avec un conducteur ohmique en série Etude du signal électrique produit en fonction de l’éclairement (Etude à l’ohmmètre en fonction de l’éclairement) (Etude à partir d’une documentation technique ) (Le conducteur ohmique sera utilisé comme convertisseur courant – tension, en accord avec la loi d’Ohm ) Comparaison avec le signal électrique initial (Utilisation de l’oscilloscope pour vérifier la bonne réception du message) (Etude à l’oscilloscope des messages parasites :- la modulation du signal par l’éclairage de la salle pourra permettre de retrouver la fréquence du secteur - un éclairage continu effacera le message) L’ensemble précédent avec un buzzer Ce montage permet de retrouver le signal acoustique , preuve supplémentaire que le message est transporté correctement par la lumière AUTRES MESSAGES INFRA-ROUGE : TELECOMMANDES DE TELEVISEUR COMMENT ? Améliorer la portée ?Eliminer les signaux parasites ? Sont codés les signaux ? Signaux en forme de salves (Etude à l’oscilloscope en utilisant le montage phototransistor conducteur ohmique en série) Composants électroniques (Bandes passantes étroites) Observations ( Etude à l’oscillo. à mémoire ou à l’ordinateur. Aspect qualitatif) EN CONCLUSION L’enseignement thématique proposé permettra de rappeler l’essentiel de la partie électricité vue au Collège à propos de la tension électrique, du courant électrique de l’oscilloscope électronique et du conducteur ohmique ; ceci pourra se faire en séquences de cours et en T.P. Les activités expérimentales pourraient se dérouler comme suit : TP 1 2 3 Thème C.I. UM66 Diode I.R. Emission et Réception Activités proposées Commentaires Alimentation (diode zener ) Nouveauté Puissance reçue S.F. exp. Signal de sortie S.F. exp. et théorique. Caractéristique tension intensité S.F. exp. et théorique. Mode fonctionnement à partir d’informations techniques Savoir exploiter la caractéristique. Branchement de la diode I.R Démarche scientifique et S.F. exp . Etude du phototransistor. S.F. exp. Ensemble Pht et conducteur ohmique. Démarche scientifique et S.F. exp.